收藏 分销(赏)

基于有孔虫指数评估西沙群岛羚羊礁过去2600年的生态环境状况.pdf

上传人:自信****多点 文档编号:2343258 上传时间:2024-05-28 格式:PDF 页数:9 大小:5.31MB
下载 相关 举报
基于有孔虫指数评估西沙群岛羚羊礁过去2600年的生态环境状况.pdf_第1页
第1页 / 共9页
基于有孔虫指数评估西沙群岛羚羊礁过去2600年的生态环境状况.pdf_第2页
第2页 / 共9页
基于有孔虫指数评估西沙群岛羚羊礁过去2600年的生态环境状况.pdf_第3页
第3页 / 共9页
亲,该文档总共9页,到这儿已超出免费预览范围,如果喜欢就下载吧!
资源描述

1、第43卷第10 期2023年10 月热带地理TROPICALGEOGRAPHYVol.43,No.10Oct.,2023梁日升,余克服:2 0 2 3基于有孔虫指数评估西沙群岛羚羊礁过去2 6 0 0 年的生态环境状况:热带地理,43(10):18 8 2-1890.Liang Risheng,and Yu Kefu.2023.Assessment of Ecological Environment of Lingyang Reef in Xisha Islands over the Past 2,600Years Based on Foram Index.Tropical Geography

2、,43(10):1882-1890.基于有孔虫指数评估西沙群岛羚羊礁过去2 6 0 0 年的生态环境状况梁日升a.b.c,余克服a.b.c(广西大学a.广西南海珊瑚礁研究重点实验室;b.海洋学院;c.中国珊瑚礁研究中心,南宁530 0 0 4)摘要:有孔虫指数(Foram Index,FI)是利用珊瑚礁区沉积物中底栖有孔虫功能组(藻类共生种、机会种、非自养种)的含量评估珊瑚礁区生态环境健康状况的指标,迄今中国对该指标的应用还较少。文章以西沙群岛羚羊礁的鴻湖中钻取的LYJ2岩芯为材料(全长2 8 7 cm,底部对应的年代为2 6 6 5aBP),以0.5cm的间隔取样,在显微镜下鉴定有孔虫功能组

3、,计算FI值。结果显示:1)近2 6 0 0 年的FI变化范围为4.1 7.9,均值为5.9。2)FI成波动变化的模式,具体可分为3个上升期:2 38 0 16 2 8,12 12 57 2 和2 52 9 2 aBP;3个快速下降期:1628一12 12,57 2 2 52 和9 2 aBP至今及1个小幅下降期:2 6 6 52 38 0 aBP;3)FI 在长期变化趋势上叠加不同尺度的年代际波动,具有6 6.7、54.4a等周期。基于FI值对珊瑚礁健康状况的评估标准,推测近2 6 0 0 年来西沙羚羊礁的生态环境总体是健康的;基于FI值与海表温度对比分析,推测羚羊礁FI值主要受海表温度影响

4、,与气候变化具有一致性,FI高值与中世纪暖期、罗马暖期大致对应,而低值与小冰期、黑暗时代冷期大致对应;FI值具有3次快速下降阶段,前两者(16 2 8 一140 4,57 2 一2 52 aBP)与黑暗时代冷期、小冰期相对应,可能是由于冷期冬季风增强导致大气粉尘物质增多、降雨增加、羚羊礁海域营养物质增加所致;后者(9 2 aBP至今)与近40 年来西沙群岛珊瑚礁生态系统的快速退化相对应,可能是由人类活动加剧、大气氮沉降通量增加等导致的羚羊礁海域营养浓度升高所致。文章揭示了有孔虫指数可大体记录南海珊瑚礁的健康状况,可用于对地质历史时期珊瑚礁健康状况的评估。关键词:珊瑚礁;有孔虫指数;生态状况;西

5、沙群岛;过去2 6 0 0 年中图分类号:P737.2DOl:10.13284/ki.rddl.003746Hallock等(2 0 0 3a)于2 0 0 3年基于珊瑚礁区不同类型底栖有孔虫对生态环境的指示意义提出了一种可评估珊瑚礁区生态环境状态的FORAM模型,该模型的核心是有孔虫指数(Foram Index,FI)。FI是利用珊瑚礁区沉积物中不同类型的底栖有孔虫组合对珊瑚礁生态系统健康状态进行评估的生物指标,通过FI的高低可以评估珊瑚礁区海水环境状况是否适合珊瑚礁生长发育及在某些急性事件后珊瑚的恢复潜力。FI将珊瑚礁区底栖有孔虫分为3个种不同的功能群,分别为藻类共生种、非自养种和机收稿日

6、期:2 0 2 2-11-0 5;修回日期:2 0 2 2-12-30基金项目:国家自然科学基金:印太交汇区代表性物种的生物多样性演变及其生态功能(42 0 9 0 0 41);全新世南海珊瑚礁发育的时-空差异及其对全球变暖的适应机制(42 0 30 50 2);作者简介:梁日升(19 9 7 一),男,壮族,广西百色人,硕士研究生,研究方向为珊瑚礁地质,(E-mail)l i a n g r i s h e n g s t.g x u.e d u.c n;通信作者:余克服(19 6 9 一),男,湖北公安人,教授,博士,主要从事南海珊瑚礁地质、生态与环境研究,(E-mail)k e f u

7、y u s c s i o.a c.c n。文献标志码:A文章编号:10 0 1-52 2 1(2 0 2 3)10-18 8 2-0 9开放科学(资源服务)标识码(OSID):会种(Prazeresetal.,2020。藻类共生种通常指珊瑚礁区的大型底栖有孔虫(LargerBenthic Foramin-ifera,LBF)(H a llo c k,2 0 0 3b)。LBF和珊瑚一样具有相似的光合共生体,与其他藻类共生,营养获取方式包括自养和异养,通常生活在营养和沉积物输入低、温度和盐度变化范围窄的环境中,与珊瑚生长所需的水质条件相似(Brown,19 9 7;M o b e r g e

8、tal.,1999;Hallock,2003a,2003b;Prazeres et al.,2018)。在以非常清澈、营养贫乏的海域为特征的健康珊瑚礁生态环境中,LBF在沉积物中占据主要10期比例,因此其FI值通常较高。常见的LBF包括马刀虫属(Peneroplis)、双丘虫属(Amphisorus)、马刺虫属(Calcarinidae)、异盖虫属(Heterostegina)、双盖虫属(Amphistegina)、小丘虫属(Soritidae)等(Hallock et al.,2003a;Prazeres et al.,2020)。非自养种有孔虫为较小的草食性和碎食性有孔虫类群,通常不存在共

9、生藻,生长速度较快,生活在营养、光照和氧气含量充足的海域,其营养方式主要为异养型,当营养、食物等充分时而勃发,导致FI降低(Hallock et al.,1986;Prazeres et al.,2020)。非自养种主要包括玫瑰虫属(Rosalina)、抱环虫属(Sp i r o l o c u l i n a)、五块虫属(Quinqueloculina)、块心虫属(Massilina)、三块虫属(Triloculina)、多块虫属(Schlumbergerina)等(Hallock et al.,2003a;Prazeres etal.,2020)。机会种有孔虫指可以耐受高浑浊度、高营养和缺

10、氧水体的有孔虫种属,在大多数珊瑚礁生态系统中占比较少只有在富含有机物和缺氧的环境中,机会种有孔虫才会大量生长,而这样的环境中几乎没有任何石珊瑚和LBF(Carnahan et al.,2009;Martinez-Colon et al.,2018),因此FI值通常很低。机会种有孔虫主要包括希望虫属(Elphidium)、小九字属虫(Nonionella)、转轮虫属(Ammonia)、箭头虫属(Bolivina)等(Hall-ock et al.,2003a;Prazeres et al.,2020)。FI 有 1 10 的范围,其中FI2表示海域水质条件已不适合珊瑚生长;2 FI4表明海域环境

11、适合珊瑚生长和恢复(Hallock et al.,2003a)。珊瑚礁区底栖有孔虫具有个体小、数量多、寿命短等特点(Cockeyetal.,19 9 6),因此FI的获取相对简单,且具有代表性。自FI指数提出以来,已被较多地应用于全球珊瑚礁区研究。在珊瑚礁生态健康评估方面,Oliveira-Silva等(2 0 12)对巴西东部巴伊亚州近海珊瑚礁区的研究表明,FI与活珊瑚覆盖度有较好的相关性,在珊瑚礁保护区内FI较高、珊瑚礁健康状况较好;Pisapia等(2 0 17)对马尔代夫中部环礁的研究表明,无人岛海域的FI值比居住岛和旅游岛的高,珊瑚更健康;Chen等(2 0 17)利用FI对东沙群岛

12、珊瑚礁生态进行评估,认为目前东沙群岛珊瑚礁尚未从19 9 8 年白化事件中恢复,珊瑚健康情况较差,FI为2.9。在珊瑚礁区海域营养状况的评估方面,AZiz等(2 0 2 1)对南海南部刁曼岛珊瑚礁的研究发现,FI值与良好的海域环境条件呈正相关,而与有机质富集的环境呈负梁日升等:基于有孔虫指数评估西沙群岛羚羊礁过去2 6 0 0 年的生态环境状况1883相关;Fabricius等(2 0 12)对大堡礁近岸珊瑚礁的研究发现,FI与叶绿素浓度等营养指标呈反比关系,FI随着水域营养物质升高而下降。迄今FI的应用还基本局限在现代珊瑚礁区,未涉及地质历史时期的珊瑚礁。若FI能用于对地质历史时期珊瑚礁健康

13、状况的评估,则其意义更显著,一方面,因为地质历史时期的珊瑚礁(如南海各群岛)很少有大面积的露头可像现代珊瑚礁一样进行生态状况评估;另一方面,对地质历史时期珊瑚礁健康状况演化过程的了解,有利于理解珊瑚礁发育与气候的关系,以及进一步评估全球气候变暖背景下现代珊瑚礁的演化趋势。在对历史时期珊瑚礁的研究中,近年来南海及世界各珊瑚礁区开展了一系列的深钻。如西沙群岛琛航岛的琛科2 井,珊瑚礁岩厚8 7 3.55m,覆盖的历史为19.6 Ma(Fa n e t a l.,2019),在对深钻小样品量岩芯的研究中,有孔虫以其个体小、数量多、代表性好等特点有其独特的研究优势,但尚未有学者利用有孔虫开展历史时期F

14、I变化的相关研究。因此,本文以从西沙群岛羚羊礁的鴻湖中钻取的LYJ2岩芯为材料(全长2 8 7 cm,对应的底部年代为2 6 6 5aBP),探索FI对历史时期珊瑚礁生态状况的指示意义,以期了解历史时期西沙群岛羚羊礁珊瑚的健康状况变化以及FI对气候变化的响应。1材料与方法1.1样品和研究区域采用的岩芯(LYJ2,16 2 7 59.32 N、1113609.62E)是2 0 13年从羚羊礁封闭湖中采集所得,具体采集位置见(图1),岩芯取自羚羊礁的内礁坪区域(相对海平面以下150 cm),总长2 8 7 cm,采集过程中没有任何损失。LYJ2底部年代约为2665aBP,其年代框架构建参阅文献(Y

15、ue etal.,2019),14C 测年所用材料为沉积物中的有孔虫(Ca l c a r i n a s p.),LYJ2 年代信息见表1所示。羚羊礁(16 2 8 N、11135 E)位于中国南海西沙群岛内的永乐环礁西南处(见图1),是一个椭圆形礁体,东西宽度约为4km,南北长约12 km,内部有长约5km,宽约3km的封闭湖。根据西沙气象站19 51一2 0 0 1年的仪器数据记录,该区域年均温为2 6.6,海面温度较高,约为2 7.5。1.2有孔虫指数(FI)计算以LYJ2岩芯为材料,根据LYJ2的年代信息,每隔0.5cm采集用于有孔虫分析的沉积物样品,共18841100E热带地理12

16、00E11120E43卷11140E11200EAN.0t.91EN.0.0N.0Z.91G12.5/25km南海KN.O.01机会种LYJ2N.8Z.91170340km1100E1200E图1研究区域及LYJ2岩芯取样地点Fig.1 Location of the study area and LYJ2 core sampling site注:该图基于国家测绘地理信息局标准地图服务网站下载的审图号为GS(2 0 2 1)5449 号的标准地图制作,底图无修改。表1LYJ2岩芯14C测年结果(Yueetal.,2019)Table114C dating results of LYJ2 cor

17、e样品编号深度/cm年龄/aBP(已校准)LYJ2-5025LYJ2-11055LYJ2-18090LYJ2-300150LYJ2-400200LYJ2-450225LYJ2-480240LYJ2-550275注:此处BP指19 50 年。计49 3份。所有样品先在48 烘箱干燥48 h,然后将干燥的样品手动过2 和0.0 6 4mm筛网,以去除泥沙以及破碎有孔虫,将每份样品装袋保存,以进行后续的有孔虫鉴定。将样品放置在挑选器皿中,利用显微镜和细笔刷对每份样品进行有孔虫的鉴定和计数3种功能群有孔虫常见代表种属见图2。有孔虫的鉴定参照郑守仪等(19 7 9)和秦国权(19 8 7)所记录的西沙群

18、岛现代有孔虫组合描述,根据FI的计算,每份样品需统计150 2 0 0 枚有孔虫(Praz-eres et al.,2020)l。不同底栖有孔虫被归类为3种不同功能群体(藻类共生种、非自养种、机会种),在珊瑚礁区中,藻类共生种(LBF)数量较多,而非自养种和机会种数量和属种较少,因此在对样品有孔虫进行鉴别和统计时,以非自养种和机会种为主要鉴定对象确定数量,剩余底栖有孔虫根据其形态归类为LBF。FI 计算公式为(Hallock et al.,1.53km11134E11136E年龄中值/aBP5514545039417858632058186619622652236625092750256926

19、60276626402703269024402565274325992651图注:A.马刀虫(Peneroplidae);B.双盖虫(Amphistegini-11138Edae);C.轮距虫(Calcarinidae);D.货币虫(Nummulitidae);E.小丘虫(Soritidae);F.扁块虫(Hauerinidae);G.玫瑰虫(Rosa-linidae);H.扁圆虫(Planorbulinidae);I.抱环虫(Spiroloculini-dae);J.瓶孔虫(Lagenidae);K.企虫(Elphididae);L.九字虫(Nonionidae);M.海燕虫(Haynesi

20、nidae);N.转轮虫(Ammoni-idae);O.箭头虫(Bolivinitidae)。图2 三种功能群常见代表种属(Prazeres et al.,2020)Fig.2 Common representative species of three functional groups2003a):FI=(10 x P)+(2 Ph)+(P)式中:P=N/T;P,=N/T;P=NJT。T 表示样品中被筛选出来的底栖有孔虫总数,N,表示藻类共生种的有孔虫数量;N,表示其他壳体小、生长快的非自养小有孔虫数量;N。表示耐受高浑浊度、高营养和缺氧水体的机会种有孔虫数量;P,表示藻类共生种在样品中的

21、占比;P,表示非自养种在样品中的占比;P。表示机会种在样品中的占比。FI范围为1 10,其值伴随海域营养条件升高而出现降低(Pisapiaetal.,2017)。当FI4时,藻类共生种有孔虫占据沉积物主要成分,表示该海域环境条件适合珊瑚生长;当2 FI4时,表示该海域环境条件处于珊瑚生长的边缘环境;当FI4时,表明海域环境适合珊瑚等藻类共生生物的生长发育,该海域珊瑚处于良好的健康状态。该观点在全球许多珊瑚礁区也得到印证,如加勒比海区(Velasquezetal.,20002400有孔虫指数x(95%)-x(99%)33.0 a0.0250.030群岛(Chen etal.,2017)、南海南部

22、刁曼岛(AZizetal.,2021)等。据此,本文推测过去2 6 0 0 年羚羊礁珊瑚礁总体处于健康状况。珊瑚在生长发育的过程中通常需要较为苟刻的环境条件,主要受到温度、光照、盐度、浑浊度等自然因素的调控(余克服,2 0 18)。羚羊礁位于西沙群岛西部,远离大陆,没有陆地径流等因素的影响,且除近代以来,羚羊礁珊瑚生态系统基本没有受到人类活动的影响。因此,海温是影响过去2 6 0 0年羚羊礁珊瑚礁生态健康的主要因素。造礁珊瑚最适宜在年均海温2 5 2 8 的海域内生长,温度的异常升高或降低都会对珊瑚礁的生态健康造成破坏。近年来,部分学者在西沙群岛开展了一些列利用古珊瑚化石重建海温的研究,如陶士

23、臣等(2 0 2 1)利用西沙群岛滨珊瑚生长率,重建得出西沙海域近500年的海温变化范围为2 6.13 2 8.43;黄博津(2 0 13a)和张会领(2 0 14)等重建的西沙海域晚全新世不同时期的海温结果在2 6.5 2 7.2 7 C波动,其均在珊瑚生长的适宜范围;Jiang等(2 0 2 1)利用西沙群岛的3个化石珊瑚重建的罗马暖期期间(2 0 7 0-17 40 a BP)西沙海域年平均海温变化未超过珊瑚生长适宜的海温阈值。综上所述,过去2 6 0 0年西沙群岛海域海温均在适合珊瑚生长发育的范围内波动,表明过去2 6 0 0 年西沙群岛羚羊礁珊瑚礁生态系统基本保持健康,与FI所揭示的

24、结论相符。3.2FI与海温变化之间具有较好的对应关系晚全新世是距离现代最为接近的一个地质年代时期(Wanneretal.,2008),过去2 6 0 0 年大致存在5个特征气候时段,分别为:罗马暖期(-30 0 30 0AD)、黑暗时代冷期(30 0-8 0 0 AD)、中世纪暖期(9001400AD)、小冰期(150 0 18 50 AD)和2 0世纪异常暖期(黄博津等,2 0 13b)。为探讨FI对1886海温变化的响应,将重建的2 6 0 0 年FI与已有研究构建的西太平洋SST、石笋重建的气温等温度序列(图5)进行对比,发现在冷期时段,FI相较之前有所下降,暖期时段上升,据此推测海温对

25、FI变化产生影响。FI的2 个明显下降阶段(16 2 8-12 12、57 2 一252aBP)与黑暗时代冷期、小冰期对应。其中,黑暗时代冷期(30 0 一8 0 0 AD),LYJ2 岩芯年代框架对应时期约为12 12-16 48 aBP。根据深海沉积物有孔虫记录的SST,黑暗时代冷期的SST比现代低约0.5(Saengeret al.,2011)。由图5可知,FI于黑暗时代冷期阶段内,相较之前发生小幅度下降,表明冷期时段海温对珊瑚礁区大型底栖虫的数量产生影响。与黑暗时代冷期相似的特征气候时期为小冰期(150 0-18 50 AD),在LYJ2岩芯中对应时期约为141一457 aBP。小冰期

26、指紧随着中世纪暖期之后一个相对而言较冷的特征气候时段,许多代理指标均记录了小冰期的低温现象(Ogilvie etal.,2001;Mann etal.,2009),本文中FI也存在明显下降,与黑暗时代冷期记录的下降趋势一致。整体上,FI的下降时段和2 个冷期相对应,表明温度降低对LBF的数量产生影响,FI的降低在一定程度上记录了历史时期的降温事件。FI的2 个上升阶段(2 38 0-16 2 8、12 12 57 2 aBP)与中世纪暖期、罗马暖期对应。中世纪暖期指相对小冰期出现的一个明显的温暖气候时期,罗马暖期是罗马帝国从建立到灭亡的一段相对温暖时期。LYJ2中FI在2 个时期出现明显的升高

27、,且持续时间与暖期相似。根据室内实验发现,在一定温度范围内,温度升高会导致LBF的钙化率和存活率增高(Fujita et al.,2014),这可能是暖期FI较高的原因之一,不同LBF对于温度升高的响应有所差异(W a t e r s e t a l.,2 0 17),这可能导致FI出现波动。整体上,FI的上升期与暖期相对应,是对升温事件的较好响应。综上,由重建的FI与SST等指标对比可发现,FI在百年尺度上与气候变化具有一致性,FI的高值和低值区间与暖期和冷期大致对应,海表温度是影响羚羊礁的FI值主要因素之一,表现为海温升高,FI升高,反之下降。3.316281404和57 2 2 52 a

28、BP两个冷期FI下降因素分析16281404和57 2 2 52 aBP的FI表现出快速热带地理下降的趋势,分别与黑暗时代冷期和小冰期对应。依据FI的指示意义(Hallocketal.,2003a),导致FI下降的原因可能羚羊礁海域水体营养物质增多有关,重建的历史记录也显示西沙地区在冷期时,海洋生产力较高(Liu et al.,2002;Han et al.,2019)。据此推测,FI在冰期下降可能是由于冷期羚羊礁海域的营养物质增加所致。相对其他时期,黑暗时代冷期和小冰期的海温较低,冬季风强度较高。受强烈的冬季风的影响,冰期表层海水温度较低,促进海域上下层海水混合以及营养物质的交换,导致表层海

29、水营养物质增加(Huang et al.,1997;Liu et al.,2002)。同时,冰期较强的冬季风从亚洲大陆等地携带大量的气溶胶粉尘到达西沙群岛海域上空,气溶胶粉尘中的营养元素会提高海域初级生产力,导致海域营养物质增加(Liuetal.,2009),重建的历史记录也显示,西沙地区在冬季风较强时海洋生产力较高(Liuetal.,2002;Hanetal.,2019)。此外,降雨的增加会加速空气中的营养元素沉降到海水,导致海水营养物质升高。根据重建的西沙2 0 0 0 年南方涛动指数(SouthernOscillation Index,SO I,赤道西太平洋和东南太平洋两处极点的气压差)

30、结果可知(Yan etal.,2011),小冰期和黑暗时代冷期的SOI均为正偏状态,表明西沙群岛在小冰期和黑暗时代冷期处于拉尼娜状态,降雨量相对较多。通过与SOI指数(图6)对比发现,SOI和FI之间存在负相关关系(R=-0.52,P 0.0 1),指示西沙群岛在降水较多的拉尼娜时期,FI出现下降,这与已有研究发现的拉尼娜时期FI较低的结论(Fabricius etal.,2012;Cle-mens et al.,2018)相符。综上,两个冰期FI的快速下降,表明羚羊礁海域营养物质出现增加,这与冰期西沙群岛较高的生产力状况符合,FI下降的原因可能是由于冷期冬季风增强导致大气粉尘物质增多、降雨增

31、加、羚羊礁海域的营养物质增加所致。3.4现代时期FI快速下降因素分析基于FI变化情况可知,过去2 6 0 0 年羚羊礁珊瑚健康状况基本保持良好,总体呈现健康状态,但92aBP至今,FI出现非常明显的下降趋势,与上文关于海温上升对应FI升高的推论相矛盾。这是工业时期以来的温度异常升高时期(2 0 世纪异常暖期),人类活动的影响逐年加剧(Joneset al.,2004)。目前,在全球气候变暖,人类活动增加的威胁下,全球大部分珊瑚礁都已发生严重退化(Hoegh-43卷10期a2./1076154320世纪异常暖期小冰期0400图注:a.北京石花洞石笋重建的气温,粗蓝线是2 0 年最小二乘平滑(T

32、a n e t a l.,2 0 0 3);b.苏拉威西岛有孔虫Mg/Ca-SST记录(绿色线条)(Op-poetal.,2009);c.本文重建的2 6 0 0 年FI序列(橙色线条);d.近千年CO,浓度变化(黑色线条)(Franketal.,2010)。Fig.5 FI results compared with other paleoclimate recordssolpr32FIN020Fig.6 Comparison between the FI of LYJ2 and the reconstructed SOI indexGuldberg,2 0 10)。极端的高温导致全球珊瑚礁

33、出现大面积的白化,南海珊瑚礁健康状况亦出现较大幅度的退化,西沙群岛珊瑚礁覆盖度从原来的90%下降至不到10%(吴钟解等,2 0 11;余克服,2012;Ch e n e t a l.,2 0 19)(图7)。温室气体(如CO,)排放增加(见图5),不仅加速了气候变暖,还导致海水酸化,进而降低珊瑚钙化速率,甚至梁日升等:基于有孔虫指数评估西沙群岛羚羊礁过去2 6 0 0 年的生态环境状况d中世纪暖期8001200年代/a BP图5FI结果和其他气候记录的比较小冰期中世纪暖期5001000年代/aBP图6 近2 0 0 0 年LYJ2的FI与重建的SOI指数(Yan et al.,2011)比较(

34、Yan et al.,2011)in recent 2000 years1887导致珊瑚死亡(Anthonyetal.,2008)。频繁的人类活动(过度捕捞、破坏性渔业、工程建设等)更是对西沙群岛珊瑚礁生态环境造成较为29.0严重的破坏(Zhaoetal.,2012)。同时,由于28.5O./LSS28.027.527.0400350300黑暗时代冷期罗马暖期16002000黑暗时代冷期1500南海周边地区的人类活动(工业和农业)加剧,由此产生的氮、磷等物质排放增加,南海的大气养分增多,在季风盛行期间,西沙海域大气氮沉降通量变多,导致西沙海域营养物质增加,大型藻类数量增加,进而破坏珊瑚礁的生态

35、健康(Duce et al.,2 0 0 8;C h e n e t a l.,2019)。此外,近年来西沙群岛发生的长棘海25024002值高等。-14结论R=-0.52 -2P0.01罗马暖期2000黑暗时代冷期大致对应。3)16 2 8 140 4、57 2 2 52 a BP两个冰期阶段FI快速下降的原因可能是由于冷期冬季风增强导致大气粉尘物质增多、降雨增加、羚羊礁海域的营养物质增加所致。4)9 2 a BP至今FI的快速下降与近40 年来西沙群岛珊瑚礁生态系统的快速退化相对应,其可能原星爆发、珊瑚疾病爆发等自然因素也使西沙海域珊瑚礁生态环境出现恶化(Tangetal.,2019;李元

36、超等,2 0 19)。总之,由于人为、自然等因素,西沙群岛珊瑚礁生态环境在近40年来现退化,这与FI快速下降所指示的较差的珊瑚礁生态环境一致。综上,9 2 aBP至今FI的快速下降,表明羚羊礁珊瑚礁生态健康状况出现恶化,这与近40年来西沙群岛珊瑚礁生态系统的快速退化相对应,其可能原因包括人类活动加剧、大气氮沉降通量增加导致的羚羊礁海域营养浓度升本文以西沙群岛羚羊礁LYJ2岩芯为材料,重建了过去2 6 0 0 年以来的FI变化序列,结合SST、特征气候时段、SOI等指标进行对比分析,得出如下主要结论:1)过去2 6 0 0 年南海西沙群岛羚羊礁区海域FI变化幅度为4.1 7.9,平均为5.9,据

37、此推测近2 6 0 0 年西沙羚羊礁海域环境均适合珊瑚生长,珊瑚礁总体为健康状态。2)FI 在百年尺度上与气候变化具有一致性。通过FI值与海表温度的对比分析,推测海表温度会对FI产生一定影响,FI高值与中世纪暖期、罗马暖期大致对应,而低值与小冰期、188810090807083020101970图7 南海珊瑚礁的退化(余克服,2 0 12;Chen et al.,2019)Fig.7 Degradation of Coral Reefs in the South China Sea(Yu,2012;Chen et al.,2019)因包括人类活动加剧、大气氮沉降通量增加导致的羚羊礁海域营养浓度

38、升高等。参考文献(References):AZiz A N A,Minhat F I,Pan H,Shaari H,Saelan W N W,Azmi N,Manaf O A R A,and Ismail M N.2021.Reef Foraminifera asBioindicators of Coral Reef Health in Southern South China Sea.Scientific Reports,11(1):1-13.Anthony K R N,Kline D I,Diaz-Pulido G,Dove S,and Hoegh-Guldberg O.2008.Ocea

39、n Acidification causes Bleaching andProductivity Loss in Coral Reef Builders.Proceedings of theNational Academy of Sciences,105(45):17442-17446.Brown B.1997.Coral Bleaching:Causes and Consequence.CoralReefs,16(1):S129-S138.Carnahan E A,Hoare A M,Hallock P,Lidz B H,and Reich C D.2009.Foraminiferal As

40、semblages in Biscayne Bay,Florida,USA:Responses to Urban and Agricultural Influence in a SubtropicalEstuary.Marine Pollution Bulletin,59(8/12):221-233.Chen C,and Lin H L.2017.Applying Benthic ForaminiferalAssemblage to Evaluate the Coral Reef Condition in DongshaAtoll Lagoon.Zoological Studies,56(5)

41、:20.Chen X Y,Yu K F,Huang X Y,Wang Y H,Liao Z H,Zhang R J,Yao QC,Wang J K,Wang W H,Tao S C,and Zhang H L.2019.Atmospheric Nitrogen Deposition Increases the Possibility ofMacroalgal Dominance on Remote Coral Reefs.Journal ofGeophysical Research:Biogeosciences,124(5):1355-1369.Clemens S,Holbourn A,Kub

42、ota Y,Lee K,Liu Z,Chen G,Nelson A,and Fox-Kemper B.2018.Precession-Band Variance Missingfrom East Asian Monsoon Runoff.Nature Communications,9(1):1-12.Cockey E,Hallock P,and Lidz B.1996.Decadal-Scale Changes inBenthic Foraminiferal Assemblages off Key Largo,Florida.CoralReefs,15(6):237-248.Duce R A,

43、LaRoche J,Altieri K,Arrigo K R,Baker A R,Capone D G,Cornell S,Dentener F,Galloway J,Ganeshram R S,Geider R J,Jickells T,Kuypers M M,Langlois R,Liss P S,Liu S M,热带地理Middelburg J J,Moore C M,Nickovic S,Oschlies A,Pedersen T,西沙永兴岛Prospero J,Schlitzer R,Seitzinger S,Sorensen L L,Uematsu M,Ulloa O,Voss M

44、,Ward B,and Zamora L.2008.Impacts ofAtmospheric Anthropogenic Nitrogen on the Open Ocean.Science,320(5878):893-897.Fabricius K E,Cooper T F,Humphrey C,Uthicke S,De Ath G,Davidson J,LeGrand H,Thompson A,and Schaffelke B.2012.ABioindicator System for Water Quality on Inshore Coral Reefs ofthe Great Ba

45、rrier Reef.Marine Pollution Bulletin,65(4/9):19801990年份(AD)43卷200020102015320-332.Fan T L,Yu K F,Zhao J X,Jiang W,Xu S D,Zhang Y,Wang R,WangY H,Feng Y X,Bian L Z,Qian H D,and Liao W H.2019.Strontium Isotope Stratigraphy and Paleomagnetic AgeConstraints on the Evolution History of Coral Reef Islands,

46、Northern South China Sea.GSA Bulletin,132(3/4):803-816.Frank D C,Esper J,Raible C C,Bintgen U,Trouet V,Stocker B,andJoos F.2010.Ensemble Reconstruction Constraints on the GlobalCarbon Cycle Sensitivity to Climate.Nature,463(7280):527-530.Fujita K,Okai T,and Hosono T.2014.Oxygen Metabolic Responsesof

47、 Three Species of Large Benthic Foraminifers with AlgalSymbionts to Temperature Stress.PLoS ONE,9(3):e90304.Hallock P,and Glenn E C.1986.Larger Foraminifera:A Tool forPaleoenvironmental Analysis of Cenozoic Carbonate DepositionalFacies.PALAIOS,1(1):55.Hallock P,Lidz B,Cockey-Burkhard E,and Donnelly

48、K.2003a.Foraminifera as Bioindicators in Coral Reef Assessment andMonitoring:The FORAM Index.Environmental monitoring andassessment,81(3):221-238.HallockP.2003b.Symbiont-BearingForaminifera.ModernForaminifera.Dordrecht:Springer Netherlands,123-139.Han T,Yu K F,Yan H,Yan H Q,Tao S C,Zhang H L,Wang S

49、P,andChen T G.2019 The Decadal Variability of the Global MonsoonLinks to the North Atlantic Climate Since 1851.GeophysicalResearch Letters,46(15):9054-9063.Hoegh-Guldberg O.2010.The Impact of Climate Change on CoralReef Ecosystems.Dordrecht:Springer Netherlands,391-403Huang C Y,Wu S F,Zhao M X,Chen

50、M T,Wang C H,Tu X and YuanP B.1997.Surface Ocean and Monsoon Climate Variability in theSouth ChinaSeasince the Last Glaciation.MarineMicropaleontology,32(1/2):71-94.黄博津,余克服,张会领,施祺,陈天然,陶士臣,严宏强,刘国辉.2 0 13a.利用珊瑚生长率重建西沙海域罗马暖期中期海温变化.热带地理,33(3):2 37-2 41.HuangBojin,Yu K e f u,Zhang Huiling,Shi Qi,Chen Tia

展开阅读全文
相似文档                                   自信AI助手自信AI助手
猜你喜欢                                   自信AI导航自信AI导航
搜索标签

当前位置:首页 > 学术论文 > 论文指导/设计

移动网页_全站_页脚广告1

关于我们      便捷服务       自信AI       AI导航        获赠5币

©2010-2024 宁波自信网络信息技术有限公司  版权所有

客服电话:4008-655-100  投诉/维权电话:4009-655-100

gongan.png浙公网安备33021202000488号   

icp.png浙ICP备2021020529号-1  |  浙B2-20240490  

关注我们 :gzh.png    weibo.png    LOFTER.png 

客服